BS700高强钢履带板热冲压成形的研究

论文摘要

随着现代装甲车轻量化的发展要求,采用轻质、高强度的新型履带板成为其重要的研究方向之一,本文采用BS700高强钢对新型结构的履带板进行了热冲压开发试制。通过对其成形过程的数值模拟,确定了其成形工艺参数,最终成功热冲压出合格的履带板。本文还对履带板进行了结构强度的模拟分析,分析结果表明履带板的结构强度完全满足使用要求,并与受载实验结果进行了对比,对存在的问题提出了改进建议。通过对履带板成形过程的模拟,预测了成形过程中在弯曲和翻边变形处可能出现的缺陷,并提出修改方案,最终确定了履带板冲压成形工艺参数、坯料尺寸和预热温度。根据成形过程数值模拟结果,设计模具并进行冲压成形实验,最终成形出了满足尺寸及性能要求履带板。对履带板热冲压前后组织进行分析,均为黑色铁素体加粒状贝氏体,组织大小前后无变化。履带板的力学性能和耐磨性能均满足制件要求,且有较大安全裕度。本文还对履带板的结构强度进行了模拟分析,其结构强度满足车辆要求,即使在冲击载荷下也不会由于失稳而过早失效,结构稳定性满足要求。模拟结果显示在履带板工艺方孔圆角处存在应力集中,履带板可能会由于这个原因而失效。履带板受载实验结果显示有8%的履带板在此处出现了裂纹,导致履带板过早失效,这也与静力模拟结果相一致。建议将方形安装孔修改为圆形,这样可以减弱此处的应力集中,提高履带板的使用寿命。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外履带板的研究现状及分析
• 1.2.1 国外坦克履带板的发展
• 1.2.2 国内坦克履带板的发展
• 1.3 板材成形的数值模拟技术
• 1.3.1 板材成形的数值模拟概述
• 1.3.2 板材成形的数值模拟的研究进展
• 1.3.3 板材成形的数值模拟的发展趋势
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 履带板成形过程数值模拟
• 2.1 引言
• 2.2 eta/DYNAFORM 简介
• 2.2.1 eta/DYNAFORM 适用范围
• 2.2.2 eta/DYNAFORM 模拟过程
• 2.3 模型建立及材料属性
• 2.3.1 履带板制件分析
• 2.3.2 履带板三维模型
• 2.3.3 材料属性
• 2.4 履带板数值模拟设置
• 2.4.1 坯料尺寸估算
• 2.4.2 履带板模型网格划分
• 2.4.3 成形工艺参数设置
• 2.4.4 模拟运算参数设置
• 2.5 履带板数值模拟结果
• 2.5.1 坯料1 模拟结果
• 2.5.2 坯料优化模拟结果
• 2.6 本章小结
• 第3章 履带板热冲压实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 履带板冲压模具设计
• 3.2.1 模具设计要求
• 3.2.2 模具工作原理
• 3.3 履带板热冲压实验过程
• 3.3.1 履带板成形工艺参数
• 3.3.2 履带板成形工艺流程
• 3.3.3 履带板成形过程分析
• 3.4 履带板热冲压实验结果
• 3.4.1 2000KN 液压机成形结果分析
• 3.4.2 5000KN 液压机成形结果分析
• 3.4.3 履带板成形缺陷分析
• 3.5 履带板组织性能分析
• 3.5.1 履带板金相组织分析
• 3.5.2 履带板力学性能分析
• 3.5.3 履带板耐磨性能分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 履带板受载模拟及实验对比
• 4.1 引言
• 4.2 ANSYS 简介
• 4.3 履带板静力分析
• 4.3.1 履带板静力分析模型
• 4.3.2 材料属性及网格划分
• 4.3.3 载荷施加及求解
• 4.3.4 模拟结果分析
• 4.4 履带板屈曲分析
• 4.4.1 屈曲分析原理
• 4.4.2 特征值屈曲分析
• 4.4.3 非线性屈曲分析
• 4.5 受载实验
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢